سرعة حركة الماء في نظام التدفئة. الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب

مجلة هيت سبلاي نيوز رقم 1 ، 2005 ، www.ntsn.ru

دكتوراه. د. سامارين ، أستاذ مشارك ، جامعة موسكو الحكومية للهندسة المدنية

تعتمد المقترحات الحالية المتعلقة بالسرعة المثلى لحركة المياه في خطوط أنابيب أنظمة الإمداد الحراري (حتى 3 م / ث) وخسائر الضغط المحددة المسموح بها R (حتى 80 باسكال / م) بشكل أساسي على الحسابات الفنية والاقتصادية. يأخذون في الاعتبار أنه مع زيادة السرعة ، تنخفض أقسام خطوط الأنابيب ويقل حجم العزل الحراري ، أي يتم تقليل الاستثمارات الرأسمالية في جهاز الشبكة ، ولكن في نفس الوقت ، تزداد تكاليف التشغيل لضخ المياه بسبب زيادة المقاومة الهيدروليكية ، والعكس صحيح. ثم يتطابق المعدل الأمثل مع الحد الأدنى من التكاليف المخفضة لفترة الإهلاك المقدرة للنظام.

ومع ذلك ، في ظل الظروف إقتصاد السوقتأكد من مراعاة خصم تكاليف التشغيل E (روبل / سنة) وتكاليف رأس المال K (روبل). في هذه الحالة ، تأخذ صيغة حساب إجمالي التكاليف المخصومة (SDZ) ، عند استخدام الأموال المقترضة ، الشكل التالي:

في هذه الحالة ، معاملات الخصم لرأس المال و تكاليف التشغيل، محسوبة بناءً على فترة الإهلاك المقدرة T (سنوات) ، ومعدل الخصم р. يأخذ هذا الأخير في الاعتبار مستوى التضخم ومخاطر الاستثمار ، أي درجة عدم الاستقرار في الاقتصاد وطبيعة التغييرات في التعريفات الحالية ، وعادة ما يتم تحديدها من خلال طريقة تقييم الخبراء. كتقدير تقريبي أول ، تتوافق قيمة p مع الفائدة السنوية لقرض مصرفي. في الممارسة العملية ، يمكن أن يؤخذ في مبلغ معدل إعادة التمويل للبنك المركزي للاتحاد الروسي. اعتبارًا من 15 يناير 2004 ، تساوي 14٪ سنويًا.

علاوة على ذلك ، من غير المعروف مسبقًا أن الحد الأدنى من SDZ ، مع مراعاة الخصم ، سوف يتوافق مع نفس مستوى سرعة المياه والخسائر المحددة الموصى بها في الأدبيات. لذلك ، يُنصح بإجراء حسابات جديدة باستخدام النطاق الحالي لأسعار خطوط الأنابيب والعزل الحراري والكهرباء. في هذه الحالة ، إذا افترضنا أن خطوط الأنابيب تعمل في ظل ظروف وضع المقاومة التربيعي ، وقمنا بحساب خسائر الضغط المحددة باستخدام الصيغ الواردة في الأدبيات ، فيمكن الحصول على الصيغة التالية لمعدل تدفق المياه الأمثل:

هنا K ti هو معامل الارتفاع في تكلفة خطوط الأنابيب بسبب وجود العزل الحراري. عند تطبيقها المواد المنزليةنوع من حصير الصوف المعدني ، يمكنك أن تأخذ K ti \ u003d 1.3. المعامل C D هو تكلفة الوحدة لمتر واحد من خط الأنابيب (روبل / م 2) مقسومًا على القطر الداخلي D (م). نظرًا لأن قوائم الأسعار تشير عادةً إلى السعر بالروبل لكل طن من المعدن C م ، يجب إجراء إعادة الحساب وفقًا للنسبة الواضحة ، حيث يكون سمك جدار خط الأنابيب (مم) ، \ u003d 7.8 طن / م 3 - كثافة مادة خط الأنابيب. تتوافق قيمة C el مع تعرفة الكهرباء. وفقًا لـ OAO Mosenergo ، في النصف الأول من عام 2004 للمستهلكين المجتمعيين C el = 1.1723 روبل / كيلو واط ساعة.

يتم الحصول على الصيغة (2) من الشرط d (SDZ) / dv = 0. تم تحديد تكاليف التشغيل مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن الخشونة المكافئة لجدران خطوط الأنابيب تبلغ 0.5 مم ، وكفاءة مضخات الشبكة حوالي 0.8. تم اعتبار كثافة الماء pw تساوي 920 كجم / م 3 لمدى درجة الحرارة النموذجي في شبكة التدفئة. بالإضافة إلى ذلك ، كان من المفترض أن يتم التداول في الشبكة على مدار السنة ، وهو أمر مبرر تمامًا ، بناءً على احتياجات إمدادات الماء الساخن.

يوضح تحليل الصيغة (1) ذلك لـ شروط لأجل طويلالاستهلاك T (10 سنوات فأكثر) ، النموذجي لشبكات التدفئة ، تكون نسبة معاملات الخصم مساوية تقريبًا لقيمة الحد الأدنى لقيمة p / 100. في هذه الحالة ، يعطي التعبير (2) أقل سرعة ماء قابلة للتطبيق اقتصاديًا تتوافق مع الحالة عندما فائدة سنويةبالنسبة للقرض المأخوذ من أجل البناء ، يساوي الربح السنوي الناتج عن انخفاض تكاليف التشغيل ، أي مع فترة سداد لانهائية. في وقت الانتهاء ، ستكون السرعة المثلى أعلى. لكن على أي حال ، فإن هذا المعدل سيتجاوز المعدل المحسوب دون خصم ، منذ ذلك الحين ، حيث يسهل رؤيته ، وفي الظروف الحديثةحتى اتضح 1 / ت< р/100.

قيم سرعة الماء المثلى وخسائر الضغط المحددة المناسبة المقابلة لها ، محسوبة بالتعبير (2) عند مستوى متوسط ​​C D ونسبة محدودة ، موضحة في الشكل 1. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الصيغة (2) تتضمن القيمة D ، وهي غير معروفة مسبقًا ، لذلك ، يُنصح أولاً بتعيين متوسط ​​قيمة السرعة (بترتيب 1.5 م / ث) ، وتحديد القطر من معدل تدفق المياه المعطى G (kg / h) ، ثم احسب السرعة الفعلية والسرعة المثلى من (2) وتحقق مما إذا كانت v f أكبر من v opt. في خلاف ذلكقلل القطر وكرر الحساب. من الممكن أيضًا الحصول على العلاقة مباشرة بين G و D. بالنسبة للمستوى المتوسط ​​C D ، يظهر في الشكل. 2.

وبالتالي ، فإن سرعة المياه المثلى اقتصاديًا في شبكات التدفئة ، المحسوبة لظروف اقتصاد السوق الحديث ، من حيث المبدأ ، لا تتجاوز الحدود الموصى بها في الأدبيات. ومع ذلك ، فإن هذا المعدل أقل اعتمادًا على القطر منه عند استيفاء شرط الخسائر المحددة المسموح بها ، وبالنسبة للأقطار الصغيرة والمتوسطة ، فإن القيم الأعلى من R حتى 300-400 باسكال / م تكون مناسبة. لذلك ، من الأفضل زيادة خفض الاستثمارات الرأسمالية (في

في هذه الحالة - لتقليل المقطع العرضي وزيادة السرعة) ، وبالتالي أكثركلما ارتفع معدل الخصم. لذلك ، من الناحية العملية ، في عدد من الحالات ، الرغبة في تقليل التكاليف لمرة واحدة أثناء الجهاز الأنظمة الهندسيةيتلقى تبريرًا نظريًا.

المؤلفات

1. A.A. Ionin et al. إمدادات الحرارة. كتاب مدرسي للمدارس الثانوية. - م: Stroyizdat، 1982، 336 ص.

2. في جي جاجارين. معيار استرداد التكلفة لزيادة الحماية الحرارية لأغلفة المبنى في مختلف البلدان. جلس. أبلغ عن أسيوط. NIISF ، 2001 ، ص. 43 - 63.

طريقة حساب المبادلات الحرارية

إن تصميمات المبادلات الحرارية متنوعة للغاية ، لكنها موجودة تقنية عامة الحسابات الحرارية، والتي يمكن استخدامها للحسابات الخاصة ، اعتمادًا على البيانات الأولية المتاحة.

هناك نوعان من حسابات هندسة الحرارة للمبادلات الحرارية: التصميم (التصميم) والتحقق.

حساب التصميمأنتجت أثناء التصميم مبادل حراريعندما يتم إعطاء معدلات تدفق ناقلات الحرارة ومعلماتها. الغرض من حساب التصميم هو تحديد سطح التبادل الحراري وأبعاد تصميم الجهاز المحدد.

حساب التحققتم إجراؤها لتحديد إمكانية استخدام المبادلات الحرارية الحالية أو القياسية لهؤلاء العمليات التكنولوجيةحيث يتم استخدام هذه الآلة. أثناء حساب التحقق ، يتم إعطاء أبعاد الجهاز وظروف تشغيله ، والقيمة غير المعروفة هي أداء المبادل الحراري (الفعلي). يتم إجراء حساب التحقق لتقييم تشغيل الجهاز في أوضاع أخرى غير الاسمية. مثله. وبالتالي ، فإن الغرض من حساب التحقق هو اختيار الشروط التي تضمن الوضع الأمثلتشغيل الجهاز.

يتكون حساب التصميم من حسابات حرارية (هندسة حرارية) وهيدروليكية وميكانيكية.

تسلسل حساب التصميم. لإجراء الحساب ، يجب تحديد ما يلي: 1) نوع المبادل الحراري (ملف ، غلاف وأنبوب ، أنبوب في أنبوب ، حلزوني ، إلخ) ؛ 2) اسم ناقلات الحرارة الساخنة والمبردة (سائل ، بخار أو غاز) ؛ 3) أداء المبادل الحراري (كمية أحد الناقلات الحرارية ، كجم / ث) ؛ 4) درجات الحرارة الأولية والنهائية للحوامل الحرارية.

مطلوب تحديد: 1) المعلمات الفيزيائية وسرعات حركة ناقلات الحرارة ؛ 2) معدل تدفق مبرد التسخين أو التبريد على القاعدة توازن الحرارة؛ 3) القوة الدافعة للعملية ، أي متوسط ​​فرق درجة الحرارة 4) معاملات نقل الحرارة ونقل الحرارة ؛ 5) سطح نقل الحرارة. 6) أبعاد تصميم الجهاز: الطول والقطر وعدد لفات الملف والطول وعدد الأنابيب وقطر الغلاف في جهاز قذيفة وأنبوب ، وعدد الدورات وقطر الغلاف في مبادل حراري حلزوني ، وما إلى ذلك ؛ 7) أقطار تركيبات مدخل ومخرج الناقلات الحرارية.

يختلف انتقال الحرارة بين المبردات اعتمادًا كبيرًا على الخصائص الفيزيائيةومعلمات وسائط التبادل الحراري ، وكذلك على الظروف الهيدروديناميكية لحركة ناقلات الحرارة.

في مهمة التصميم ، يتم تحديد وسائط العمل (ناقلات الحرارة) ودرجات الحرارة الأولية والنهائية. تحتاج إلى تحديد معدل الحرارةلكل وسيط وعند درجة الحرارة هذه ، ابحث عن قيم معلماتها الفيزيائية من الجداول المرجعية.

يمكن تحديد متوسط ​​درجة حرارة الوسط تقريبًا كمتوسط ​​حسابي لـ t n الأولي والنهائي t لدرجات الحرارة.

رئيسي المعلمات الفيزيائيةوسائط العمل هي: الكثافة ، اللزوجة ، حرارة نوعية، معامل التوصيل الحراري ، نقطة الغليان ، الحرارة الكامنة للتبخر أو التكثيف ، إلخ.

يتم تقديم هذه المعلمات في شكل جداول ، رسوم بيانية ، حرف واحد فقط في الكتب المرجعية.

عند تصميم معدات التبادل الحراري ، يجب على المرء أن يسعى جاهداً لإنشاء معدلات تدفق من ناقلات الحرارة (وسائط العمل الخاصة بهم) والتي تكون فيها معاملات نقل الحرارة والمقاومة الهيدروليكية مفيدة اقتصاديًا.

اختيار السرعة المناسبة له أهمية عظيمةمن أجل التشغيل الجيد للمبادل الحراري ، لأنه مع زيادة السرعة ، تزداد معاملات نقل الحرارة بشكل كبير ويقل سطح التبادل الحراري ، أي الجهاز له أبعاد تصميم أصغر. بالتزامن مع زيادة السرعة ، تزداد المقاومة الهيدروليكية للجهاز ، أي استهلاك الطاقة لمحرك المضخة ، فضلاً عن خطر المطرقة المائية واهتزاز الأنابيب. يتم تحديد قيمة السرعة الدنيا من خلال تحقيق التدفق المضطرب (للسوائل سهلة الحركة وذات اللزوجة المنخفضة ، معيار رينولدز Re> 10000).

يتم تحديد متوسط ​​سرعة الوسيط من معادلات معدلات التدفق الحجمي والكتلي:

تصلب متعدد؛ ، كجم / (م 2 ث) ، (9.1)

أين هو متوسط ​​السرعة الخطية ، م / ث ؛ V- حجم التدفق ، m3 / s ؛ S هي مساحة المقطع العرضي للتدفق ، m2 ؛ - متوسط ​​سرعة الكتلة ، كجم / (م 2 / ث) ؛ ز- تدفق شامل، كجم / ثانية.

العلاقة بين الكتلة والسرعة الخطية:

, (9.2)

أين كثافة الوسط ، كجم / م 3.

بالنسبة لأقطار الأنابيب المطبقة (57 و 38 و 25 مم) ، يوصى بأخذ سرعة السوائل عمليًا من 1.5 - 2 م / ث ، ولا تزيد عن 3 م / ث ، وأقل حد للسرعة لمعظم السوائل هو 0.06 - 0.3 م / ثانية. السرعة المقابلة لـ Re = 10000 للسوائل منخفضة اللزوجة في معظم الحالات لا تتجاوز 0.2 - 0.3 م / ث. بالنسبة للسوائل اللزجة ، يحدث اضطراب التدفق بسرعات أعلى بكثير ؛ لذلك ، في الحسابات ، من الضروري افتراض نظام مضطرب قليلاً أو حتى رقائقي.

للغازات في الضغط الجوييُسمح بسرعات الكتلة من 15 إلى 20 كجم / (م 2 ث) ، والحد الأدنى هو 2 - 2.5 كجم / (م 2 ث) ، و سرعات خطيةما يصل إلى 25 م / ث ؛ إلى عن على أبخرة مشبعةعند التكثيف ، يوصى بضبط السرعة حتى 10 م / ث.

سرعة حركة وسائط العمل في الأنابيب الفرعية للتركيبات: لـ بخار مشبع 20-30 م / ث ؛ للبخار المحمص - حتى 50 م / ث ؛ للسوائل - 1.5 - 3 م / ث ؛ لتسخين البخار المتكثف - 1-2 م / ث.

الحساب الهيدروليكيأنظمة التدفئة بما في ذلك خطوط الأنابيب.

عند إجراء المزيد من الحسابات ، سوف نستخدم جميع المعلمات الهيدروليكية الرئيسية ، بما في ذلك معدل تدفق المبرد ، والمقاومة الهيدروليكية للتركيبات وخطوط الأنابيب ، وسرعة المبرد ، إلخ. هناك علاقة كاملة بين هذه المعلمات ، والتي يجب الاعتماد عليها في الحسابات.

على سبيل المثال ، إذا قمت بزيادة سرعة المبرد ، فستزيد المقاومة الهيدروليكية لخط الأنابيب في نفس الوقت. إذا قمت بزيادة معدل تدفق المبرد ، مع الأخذ في الاعتبار خط الأنابيب لقطر معين ، فإن سرعة المبرد ستزداد في نفس الوقت ، وكذلك المقاومة الهيدروليكية. وكلما زاد قطر خط الأنابيب ، انخفضت سرعة المبرد والمقاومة الهيدروليكية. بناءً على تحليل هذه العلاقات ، من الممكن تحويل الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة (يتوفر برنامج الحساب على الشبكة) إلى تحليل معلمات كفاءة وموثوقية النظام بأكمله ، والذي بدوره ، سيساعد في تقليل تكلفة المواد المستخدمة.

يشتمل نظام التدفئة على أربعة مكونات أساسية: مولد حراري ، وسخانات ، وخطوط أنابيب ، وصمامات إيقاف وتحكم. تحتوي هذه العناصر على معلمات مقاومة هيدروليكية فردية يجب أخذها في الاعتبار عند إجراء الحساب. تذكر أن الخصائص الهيدروليكية ليست ثابتة. الشركات المصنعة الرائدة للمواد و معدات التدفئةفي بدون فشلتشير إلى معلومات عن خسائر الضغط المحددة (الخصائص الهيدروليكية) للمعدات أو المواد المصنعة.

على سبيل المثال ، يتم تسهيل حساب خطوط أنابيب البولي بروبيلين FIRAT بشكل كبير من خلال الرسم البياني المحدد ، والذي يشير إلى الضغط المحدد أو خسائر الرأس في خط الأنابيب لأنبوب تشغيل يبلغ طوله متر واحد. يسمح لنا تحليل الرسم البياني بتتبع العلاقات المذكورة أعلاه بوضوح بين الخصائص الفردية. هذا هو الجوهر الرئيسي للحسابات الهيدروليكية.

الحساب الهيدروليكي لأنظمة تسخين المياه: تدفق المبرد

نعتقد أنك قد رسمت بالفعل تشابهًا بين مصطلح "معدل تدفق المبرد" ومصطلح "كمية سائل التبريد". لذلك ، فإن معدل تدفق المبرد سيعتمد بشكل مباشر على أي منهما الحمل الحرارييقع على المبرد في عملية نقل الحرارة إلى المدفأة من مولد الحرارة.

يتضمن الحساب الهيدروليكي تحديد مستوى تدفق المبرد بالنسبة لمنطقة معينة. القسم المحسوب عبارة عن مقطع بمعدل تدفق سائل تبريد ثابت وقطر ثابت.

الحساب الهيدروليكي لأنظمة التدفئة: مثال

إذا احتوى الفرع على 10 كيلووات مشعات ، وتم حساب معدل تدفق المبرد لنقل الطاقة الحرارية عند مستوى 10 كيلووات ، فسيكون القسم المحسوب قطعًا من مولد الحرارة إلى المبرد ، وهو الأول في فرع. ولكن فقط بشرط ذلك هذا الموقعتتميز بقطر ثابت. يقع القسم الثاني بين المبرد الأول والمبرد الثاني. في الوقت نفسه ، إذا تم حساب معدل نقل 10 كيلوواط من الطاقة الحرارية في الحالة الأولى ، فسيكون المقدار المقدّر للطاقة في القسم الثاني 9 كيلووات بالفعل ، مع انخفاض تدريجي أثناء إجراء الحسابات. يجب حساب المقاومة الهيدروليكية في وقت واحد لأنابيب الإمداد والعودة.

يتضمن الحساب الهيدروليكي لنظام التسخين أحادي الأنبوب حساب معدل تدفق المبرد

لمنطقة التصميم حسب الصيغة التالية:

Qch هو الحمل الحراري للمنطقة المحسوبة بالواط. على سبيل المثال ، على سبيل المثال ، سيكون الحمل الحراري في القسم الأول 10000 وات أو 10 كيلووات.

s (السعة الحرارية النوعية للماء) - ثابت يساوي 4.2 كيلو جول / (كجم درجة مئوية)

tg هي درجة حرارة المبرد الساخن في نظام التدفئة.

هي درجة حرارة المبرد البارد في نظام التدفئة.

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة: معدل تدفق المبرد

يجب أن تأخذ السرعة الدنيا لسائل التبريد قيمة حدية تتراوح بين 0.2 - 0.25 م / ث. إذا كانت السرعة أقل ، فسيتم إطلاق الهواء الزائد من المبرد. سينتج عن هذا النظام أقفال الهواء، والتي بدورها قد تسبب جزئيًا أو فشل كاملنظام التدفئة. بالنسبة للعتبة العليا ، يجب أن تصل سرعة المبرد إلى 0.6 - 1.5 م / ث. إذا لم ترتفع السرعة فوق هذا المؤشر ، فلن تتشكل الضوضاء الهيدروليكية في خط الأنابيب. تدل الممارسة على أن نطاق السرعة الأمثل لأنظمة التدفئة هو 0.3 - 0.7 م / ث.

إذا كانت هناك حاجة لحساب نطاق سرعة المبرد بشكل أكثر دقة ، فيجب مراعاة معلمات مادة خط الأنابيب في نظام التدفئة. بتعبير أدق ، سوف تحتاج إلى عامل خشونة لسطح الأنبوب الداخلي. على سبيل المثال ، إذا نحن نتكلمحول خطوط الأنابيب المصنوعة من الفولاذ ، فإن سرعة المبرد عند مستوى 0.25 - 0.5 م / ث تعتبر الأمثل. إذا كان خط الأنابيب عبارة عن بوليمر أو نحاس ، فيمكن زيادة السرعة إلى 0.25 - 0.7 م / ث. إذا كنت تريد تشغيلها بأمان ، فاقرأ بعناية السرعة التي يوصي بها مصنعو معدات أنظمة التدفئة. يعتمد النطاق الأكثر دقة لسرعة سائل التبريد الموصى به على مادة خطوط الأنابيب المستخدمة في نظام التدفئة ، أو بالأحرى على معامل الخشونة السطح الداخليخطوط الأنابيب. على سبيل المثال ل خطوط الأنابيب الفولاذيةمن الأفضل الالتزام بسرعة سائل التبريد من 0.25 إلى 0.5 متر / ثانية للنحاس والبوليمر (أنابيب البولي بروبلين والبولي إيثيلين والمعادن والبلاستيك) من 0.25 إلى 0.7 متر / ثانية ، أو استخدام توصيات الشركة المصنعة إذا كانت متوفرة.

حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة: فقدان الضغط

فقدان الضغط في قسم معين من النظام ، والذي يُطلق عليه أيضًا مصطلح "المقاومة الهيدروليكية" ، هو مجموع كل الخسائر الناتجة عن الاحتكاك الهيدروليكي وفي المقاومة المحلية. يتم حساب هذا المؤشر ، المقاس بـ Pa ، بواسطة الصيغة:

ΔPuch = R * l + ((ρ * ν2) / 2) * Σζ

ν هي سرعة المبرد المستخدم ، مقاسة بوحدة m / s.

ρ هي كثافة حامل الحرارة ، مقاسة بالكيلو جرام / م 3.

R - فقدان الضغط في خط الأنابيب ، مُقاسًا بوحدة Pa / m.

l هو الطول المقدر لخط الأنابيب في القسم ، ويقاس بالمتر.

Σζ - مجموع معاملات المقاومة المحلية في مجال المعدات والصمامات.

أما بالنسبة للمقاومة الهيدروليكية الكلية ، فهي مجموع كل المقاومة الهيدروليكية للأقسام المحسوبة.

الحساب الهيدروليكي نظام ثنائي الأنابيبالتدفئة: اختيار الفرع الرئيسي للنظام

إذا كان النظام يتميز بحركة مرور لسائل التبريد ، فعندئذٍ بالنسبة لنظام الأنبوبين ، يتم تحديد حلقة الناهض الأكثر تحميلًا من خلال جهاز التسخين السفلي. لنظام أحادي الأنابيب - حلقة من خلال الناهض الأكثر ازدحامًا.

إذا كان النظام يتميز بحركة مسدودة لسائل التبريد ، فعندئذٍ بالنسبة لنظام الأنبوبين ، يتم اختيار حلقة جهاز التسخين السفلي لأكثر الناهضين ازدحامًا. وفقًا لذلك ، بالنسبة لنظام التسخين أحادي الأنبوب ، يتم تحديد حلقة من خلال أكثر الناهضين عن بُعد تحميلًا.

إذا كنا نتحدث عن نظام تدفئة أفقي ، فسيتم اختيار الحلقة من خلال الفرع الأكثر تحميلًا والمتعلق بالطابق السفلي. عندما نتحدث عن التحميل فإننا نعني مؤشر "الحمل الحراري" الموضح أعلاه.

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب. الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة مع مراعاة خطوط الأنابيب. في مزيد من الحسابات ، سوف نستخدم الكل

سرعة حركة الماء في أنابيب نظام التدفئة.

في المحاضرات ، قيل لنا أن السرعة المثلى للمياه في خط الأنابيب هي 0.8-1.5 م / ث. في بعض المواقع ألتقي بهذا (على وجه التحديد ، بحد أقصى متر ونصف المتر في الثانية).

ولكن في الدليل ، يُقال إنه يتكبد خسائر لكل متر طولي وسرعة - وفقًا للتطبيق في الدليل. هناك ، السرعات مختلفة تمامًا ، الحد الأقصى الموجود في اللوحة هو 0.8 م / ث فقط.

وفي الكتاب المدرسي ، قابلت مثالًا للحساب ، حيث لا تتجاوز السرعات 0.3-0.4 م / ث.

لذلك ما هي النقطة؟ كيف تقبل بشكل عام (وكيف في الواقع ، في الممارسة)؟

أرفق لقطة شاشة للجدول من الدليل.

شكرا لجميع الردود مقدما!

ماذا تريد شيئا؟ "السر العسكري" (كيف تفعل ذلك في الواقع) لمعرفة أو لاجتياز ورقة الدورة التدريبية؟ إذا كانت مجرد ورقة دورة ، فوفقًا للدليل التدريبي الذي كتبه المعلم ولا يعرف شيئًا آخر ولا يريد أن يعرفه. وإذا فعلت كيفما زلت لا تقبل.

0.036 * G ^ 0.53 - لأنابيب التسخين

0.034 * G ^ 0.49 - للأنابيب الفرعية حتى يتم تقليل الحمل إلى 1/3

0.022 * G ^ 0.49 - للأقسام النهائية لفرع بحمل 1/3 من الفرع بأكمله

في كتاب الدورة ، حسبتها حسب دليل التدريب. لكني أردت أن أعرف كيف تسير الأمور.

أي ، اتضح في الكتاب المدرسي (Staroverov ، M. Stroyizdat) أنه ليس صحيحًا أيضًا (السرعات من 0.08 إلى 0.3-0.4). لكن ربما لا يوجد سوى مثال على الحساب.

Offtop: هذا يعني أنك تؤكد أيضًا ، في الواقع ، أن SNiPs القديمة (نسبيًا) ليست بأي حال من الأحوال أدنى من تلك الجديدة ، بل إنها أفضل في مكان ما. (يخبرنا العديد من المعلمين عن هذا. وفقًا لـ PSP ، بشكل عام ، يقول العميد أن SNiP الجديد الخاص بهم يتعارض في كثير من النواحي مع كل من القانون ومع نفسه).

لكن في الأساس تم شرح كل شيء.

ويبدو أن حساب انخفاض الأقطار على طول التدفق يوفر المواد. لكنه يزيد من تكاليف العمالة للتركيب. إذا كانت العمالة رخيصة ، فربما يكون ذلك منطقيًا. إذا كانت العمالة باهظة الثمن ، فلا جدوى من ذلك. وإذا كان التغيير في القطر مفيدًا على طول كبير (تسخين رئيسي) ، فإن التلاعب بهذه الأقطار داخل المنزل لا معنى له.

وهناك أيضًا مفهوم الاستقرار الهيدروليكي لنظام التدفئة - وتفوز مخططات ShaggyDoc هنا

نقوم بفصل كل صاعد (الأسلاك العلوية) عن الرئيسي بصمام. بطة هنا قابلت ذلك مباشرة بعد الصمام وضعوا صنابير ضبط مزدوجة. وسيلة؟

وكيف تفصل المشعات نفسها عن التوصيلات: بالصمامات ، أو بصمام ضبط مزدوج ، أو كليهما؟ (بمعنى ، إذا كان هذا الصمام يمكن أن يسد خط الأنابيب تمامًا ، فلن تكون هناك حاجة للصمام على الإطلاق؟)

وما هو الغرض من عزل اقسام الانابيب؟ (التعيين - حلزوني)

نظام التسخين ثنائي الأنابيب.

بالنسبة لي على وجه التحديد في خط أنابيب الإمداد لمعرفة ذلك ، فإن السؤال أعلى.

لدينا معامل المقاومة المحلية لمدخل التدفق مع الدوران. على وجه التحديد ، نقوم بتطبيقه على المدخل من خلال الشبكة ذات التهوية إلى القناة الرأسية. وهذا المعامل يساوي 2.5 - وهذا لا يكفي.

هذا هو ، كيف يمكنك التوصل إلى شيء للتخلص منه. أحد المخارج هو إذا كانت الشبكة "في السقف" ، وبعد ذلك لن يكون هناك مدخل مع منعطف (على الرغم من أنه سيظل صغيرًا ، حيث سيتم سحب الهواء على طول السقف ، ويتحرك أفقيًا ، ويتجه نحو هذا صر ، انعطف في اتجاه رأسي ، ولكن من الناحية المنطقية يجب أن يكون أقل من 2.5).

لا يمكنك عمل شبكة في السقف في مبنى سكني ، أيها الجيران. وفي شقة عائلية - لن يكون السقف جميلًا مع صر ، ويمكن للقمامة الدخول. أي لم تحل المشكلة.

غالبًا ما أحفر ، ثم أقوم بتوصيله

يأخذ الطاقة الحراريةوالأولية من درجة الحرارة النهائية. بناءً على هذه البيانات ، ستحسب بشكل موثوق تمامًا

سرعة. سيكون الحد الأقصى على الأرجح 0.2 م / ث. سرعات عالية- أنت بحاجة إلى مضخة.

سرعة المبرد

حساب سرعة حركة المبرد في خطوط الأنابيب

عند تصميم أنظمة التدفئة انتباه خاصيجب أن تعطى لسرعة حركة المبرد في خطوط الأنابيب ، لأن السرعة تؤثر بشكل مباشر على مستوى الضوضاء.

وفقًا للمواصفة SP 60.13330.2012. مجموعة من القواعد. التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. يتم تحديد الإصدار المحدث من SNiP 41-01-2003 لسرعة المياه القصوى في نظام التدفئة من الجدول.

1. يوضح البسط السرعة المسموح بها لسائل التبريد عند استخدام القابس ، وصمامات الضبط الثلاثية والمزدوجة ، والمقام - عند استخدام الصمامات.
2. يجب تحديد سرعة حركة المياه في الأنابيب الموضوعة عبر عدة غرف مع مراعاة:
   1. غرفة بها أدنى مستوى ضوضاء مكافئ مسموح به ؛
   2. التركيبات ذات أعلى معامل للمقاومة المحلية ، مثبتة على أي جزء من خط الأنابيب الممتد عبر هذه الغرفة ، بطول مقطع يبلغ 30 مترًا على جانبي هذه الغرفة.
3. عند استخدام تركيبات ذات مقاومة هيدروليكية عالية (منظمات درجة الحرارة ، صمامات الموازنة ، منظمات ضغط المرور ، إلخ) ، من أجل تجنب تولد الضوضاء ، يجب أخذ انخفاض ضغط التشغيل عبر التركيبات وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة.

كيفية تحديد قطر الأنبوب للتدفئة مع الدوران القسري والطبيعي

يمكن إجبار نظام التدفئة في منزل خاص أو الدورة الدموية الطبيعية. اعتمادًا على نوع النظام ، تختلف طريقة حساب قطر الأنبوب واختيار معلمات التسخين الأخرى.

مواسير تسخين مع تداول قسري

يعد حساب قطر أنابيب التسخين مناسبًا لعملية البناء الفردي أو الخاص. لتحديد حجم النظام بشكل صحيح ، يجب أن تعرف: ما تتكون الخطوط (البوليمر ، الحديد الزهر ، النحاس ، الفولاذ) ، خصائص المبرد ، طريقة حركته عبر الأنابيب. يعمل إدخال مضخة الضغط في تصميم التسخين على تحسين جودة نقل الحرارة بشكل كبير وتوفير الوقود. الدوران الطبيعي لسائل التبريد في النظام - الطريقة الكلاسيكيةتستخدم في معظم المنازل الخاصة على التدفئة بالبخار (المرجل). في كلتا الحالتين ، أثناء إعادة البناء أو البناء الجديد ، من المهم اختيار قطر الأنبوب المناسب لمنع اللحظات غير السارة في التشغيل اللاحق.

قطر دائرة الانبوب - أهم مؤشر، الذي يحد من نقل الحرارة الكلي للنظام ، ويحدد مدى تعقيد وطول خط الأنابيب ، وعدد المشعات. معرفة قيمة عدديةهذه المعلمة ، يمكنك بسهولة حساب خسائر الطاقة المحتملة.

اعتماد كفاءة التسخين على قطر خطوط الأنابيب

عمل كامل نظام الطاقةيعتمد على المعايير:

1. خواص السائل المنقول (المبرد).
2. مادة الأنابيب.
3. معدل المد و الجزر.
4. المقطع العرضي أو قطر الأنبوب.
5. وجود مضخة في الدائرة.

البيان غير الصحيح هو أنه كلما كان قسم الأنبوب أكبر ، زاد السائل الذي سيسمح له بالمرور. في هذه الحالة ، ستساهم الزيادة في خلوص الخط في انخفاض الضغط ، ونتيجة لذلك ، معدل تدفق المبرد. هذا يمكن أن يؤدي إلى توقف كامل لتداول السوائل في النظام وعدم الكفاءة. إذا تم تضمين مضخة في الدائرة ، عند قطر كبيرالأنابيب والطول المتزايد للتيار الكهربائي ، قد لا تكون قوتها كافية لتوفير الضغط المطلوب. في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، يكون استخدام المضخة في النظام عديم الفائدة ببساطة - لن يكون التسخين موجودًا تمامًا ، بغض النظر عن مقدار تسخين الغلاية.

للمباني الفردية تدفئة مركزيةيتم اختيار قطر الأنابيب كما هو الحال بالنسبة لشقق المدينة. في المنازل ذات تسخين بالبخارمطلوب المرجل لحساب القطر بعناية. يؤخذ في الاعتبار طول الأنابيب ، وعمر الأنابيب وموادها ، وعدد تركيبات السباكة والمشعات المدرجة في مخطط إمداد المياه ، ونظام التدفئة (واحد ، أنبوبان). يوضح الجدول 1 الخسائر التقريبية لسائل التبريد اعتمادًا على المادة وعمر خطوط الأنابيب.

قطر الأنبوب الصغير جدًا سيؤدي حتمًا إلى تكوين ضغط مرتفع ، مما يؤدي إلى زيادة الحمل ربط العناصرالطرق السريعة. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون نظام التدفئة صاخبًا.

مخطط الأسلاك نظام التدفئة

من أجل الحساب الصحيح لمقاومة خط الأنابيب ، وبالتالي قطره ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار مخطط الأسلاك لنظام التدفئة. خيارات:

• عمودي الأنبوب
• أنبوبان أفقي
• أنبوب واحد.

يمكن أن يكون نظام الأنبوبين مع الناهض الرأسي مع وضع علوي وسفلي للطرق السريعة. نظام الأنبوب الواحد بسبب استخدام اقتصاديطول الخطوط مناسب للتدفئة مع الدوران الطبيعي ، سيتطلب أنبوبان بسبب مجموعة مزدوجة من الأنابيب إدراجها في دائرة المضخة.

توفر الأسلاك الأفقية 3 أنواع:

• نهاية؛
• مع حركة مرور (موازية) للمياه ؛
• جامع (أو شعاع).

في مخطط الأسلاك أحادية الأنبوب ، من الممكن توفير أنبوب جانبي ، والذي سيكون خطًا احتياطيًا لتدوير السائل عند إيقاف تشغيل العديد من المشعات أو جميعها. مرفق مع كل مبرد محابس، مما يسمح لك بإغلاق مصدر المياه عند الضرورة.

من خلال معرفة مخطط نظام التدفئة ، يمكن للمرء بسهولة حساب الطول الإجمالي ، والتأخيرات المحتملة في تدفق المبرد الرئيسي (عند الانحناءات ، والمنعطفات ، عند الوصلات) ، ونتيجة لذلك ، الحصول على قيمة عددية لمقاومة النظام. وفقًا لقيمة الخسائر المحسوبة ، من الممكن تحديد قطر أنابيب التدفئة باستخدام الطريقة الموضحة أدناه.

اختيار الأنابيب لنظام الدوران القسري

يختلف نظام تسخين الدوران القسري عن النظام الطبيعي بوجود مضخة ضغط مثبتة على أنبوب المخرج بالقرب من المرجل. يعمل الجهاز من التيار الكهربائي 220 فولت ، ويتم تشغيله تلقائيًا (من خلال مستشعر) عندما يرتفع الضغط في النظام (أي عند تسخين السائل). تعمل المضخة على توزيع الماء الساخن بسرعة عبر النظام الذي يخزن الطاقة وينقلها بشكل فعال من خلال المشعات إلى كل غرفة في المنزل.

التسخين بالدورة الدموية القسرية - إيجابيات وسلبيات

الميزة الرئيسية للتدفئة مع الدوران القسري هي النقل الفعال للحرارة للنظام ، والذي يتم تنفيذه بتكلفة منخفضة من الوقت والمال. لا تتطلب هذه الطريقة استخدام أنابيب ذات قطر كبير.

من ناحية أخرى ، من المهم أن تضمن المضخة في نظام التدفئة مصدر طاقة غير متقطع. خلاف ذلك ، لن تعمل التدفئة ببساطة مع مساحة كبيرة من المنزل.

كيفية تحديد قطر الأنبوب للتدفئة مع الدوران القسري وفقًا للجدول

ابدأ الحساب بالتعريف المساحة الكليةمساحة تحتاج إلى تدفئة وقت الشتاء، هذا هو الجزء السكني بأكمله من المنزل. معيار نقل الحرارة لنظام التدفئة هو 1 كيلو وات لكل 10 أمتار مربعة. م (بجدران عازلة بارتفاع يصل إلى 3 م). أي لغرفة مساحتها 35 مترًا مربعًا. سيكون المعيار 3.5 كيلو واط. لضمان الإمداد بالطاقة الحرارية نضيف 20٪ مما ينتج 4.2 كيلو وات. وفقًا للجدول 2 ، نحدد قيمة قريبة من 4200 - هذه أنابيب يبلغ قطرها 10 ملم (مؤشر الحرارة 4471 واط) ، 8 ملم (مؤشر 4496 واط) ، 12 ملم (4598 واط). تتميز هذه الأرقام بالقيم التالية لمعدل تدفق المبرد (في هذه الحالة ، الماء): 0.7 ؛ 0.5 ؛ 1.1 م / ث. مؤشرات عملية عملية عاديةأنظمة التدفئة - السرعة ماء ساخنمن 0.4 إلى 0.7 م / ث. مع الأخذ في الاعتبار هذا الشرط ، نترك لاختيار الأنابيب بقطر 10 و 12 ملم. بالنظر إلى استهلاك المياه ، سيكون من الأنسب استخدام أنبوب بقطر 10 مم. سيتم تضمين هذا المنتج في المشروع.

من المهم التمييز بين الأقطار التي يتم الاختيار من خلالها: ممر خارجي ، داخلي ، مشروط. عادة، أنابيب فولاذيةيتم اختيارها حسب القطر الداخلي ، البولي بروبلين - حسب الخارج. قد يواجه المبتدئ مشكلة تحديد القطر المحدد بالبوصة - هذا الفارق الدقيق مناسب لمنتجات الصلب. تتم أيضًا ترجمة أبعاد البوصة إلى متر من خلال الجداول.

حساب قطر الأنبوب للتدفئة بالمضخة

عند حساب أنابيب التدفئة أهم الخصائصنكون:

1. كمية (حجم) المياه المحملة في نظام التدفئة.
2. إجمالي طول الطرق السريعة.
3. سرعة التدفق في النظام (مثالية 0.4-0.7 م / ث).
4. نقل الحرارة للنظام بالكيلوواط.
5. قوة المضخة.
6. الضغط في النظام عند توقف المضخة (الدوران الطبيعي).
7. مقاومة النظام.

حيث H هو الارتفاع الذي يحدد الضغط الصفري (نقص الضغط) لعمود الماء في ظل ظروف أخرى ، م ؛

λ هو معامل مقاومة الأنابيب ؛

L هو طول (طول) النظام ؛

D هو القطر الداخلي (القيمة المرغوبة في هذه الحالة) ، م ؛

V هي سرعة التدفق ، م / ث ؛

ز - ثابت ، تسارع مجاني. تقع ، g = 9.81 م / ث 2.

يتم الحساب على الحد الأدنى من الخسائرالطاقة الحرارية ، أي ، يتم فحص عدة قيم لقطر الأنبوب لمقاومة الحد الأدنى. يتم الحصول على التعقيد بمعامل المقاومة الهيدروليكية - لتحديد ذلك ، يلزم وجود جداول أو حساب طويل باستخدام صيغ Blasius و Altshul و Konakov و Nikuradze. يمكن اعتبار القيمة النهائية للخسائر أقل من حوالي 20٪ من الضغط الناتج عن مضخة الضغط.

عند حساب قطر الأنابيب للتدفئة ، تؤخذ L مساوية لطول الخط من المرجل إلى المشعات وفي الجانب المعاكسدون مراعاة الأقسام المكررة الموضوعة بالتوازي.

يتلخص الحساب بالكامل في النهاية في مقارنة قيمة المقاومة المحسوبة بالضغط الذي تضخه المضخة. في هذه الحالة ، قد تضطر إلى حساب الصيغة أكثر من مرة باستخدام معاني مختلفةالقطر الداخلي. ابدأ بأنبوب 1 بوصة.

حساب قطر أنبوب التسخين مبسط

بالنسبة لنظام مع تداول قسري ، هناك صيغة أخرى ذات صلة:

حيث D هو القطر الداخلي المطلوب ، م ؛

V هي سرعة التدفق ، م / ث ؛

∆dt هو الفرق بين درجات حرارة الماء الداخل والخارج ؛

Q هي الطاقة المنبعثة من النظام ، kW.

للحساب ، يتم استخدام فرق درجة الحرارة حوالي 20 درجة. أي عند مدخل النظام من الغلاية ، تبلغ درجة حرارة السائل حوالي 90 درجة ، أثناء التحرك عبر النظام ، يكون فقدان الحرارة من 20 إلى 25 درجة. وعلى خط العودة ، سيكون الماء بالفعل أكثر برودة (65-70 درجة).

حساب معلمات نظام التدفئة مع الدوران الطبيعي

يعتمد حساب قطر الأنبوب لنظام بدون مضخة على الاختلاف في درجة الحرارة والضغط لسائل التبريد عند المدخل من المرجل وفي خط العودة. من المهم مراعاة أن السائل يتحرك عبر الأنابيب عن طريق قوة الجاذبية الطبيعية ، معززة بضغط الماء الساخن. في هذه الحالة ، يتم وضع المرجل في الأسفل ، وتكون المشعات أعلى بكثير من مستوى المدفأة. حركة المبرد تخضع لقوانين الفيزياء: أكثر كثافة ماء باردينخفض ​​، يفسح المجال للحرارة. هذه هي الطريقة التي يتم بها الدوران الطبيعي في نظام التدفئة.

كيفية اختيار قطر خط الأنابيب للتدفئة مع الدوران الطبيعي

على عكس الأنظمة ذات الدوران القسري ، سيتطلب الدوران الطبيعي للمياه مقطعًا عرضيًا شاملاً للأنبوب. كلما زاد حجم السائل الذي يدور عبر الأنابيب ، ستدخل المزيد من الطاقة الحرارية إلى المبنى لكل وحدة زمنية بسبب الزيادة في سرعة وضغط المبرد. من ناحية أخرى ، سيتطلب الحجم المتزايد من الماء في النظام مزيدًا من الوقود للتسخين.

لذلك ، في المنازل الخاصة ذات الدورة الطبيعية ، فإن المهمة الأولى هي التطوير المخطط الأمثلالتسخين ، والذي يحدد الحد الأدنى لطول الدائرة والمسافة من المرجل إلى المشعات. لهذا السبب ، في المنازل ذات منطقة المعيشة الكبيرة ، يوصى بتركيب مضخة.

لنظام ذو حركة طبيعية لسائل التبريد القيمة المثلىسرعة التدفق 0.4-0.6 م / ث. يتوافق هذا المصدر مع قيم المقاومة الدنيا للتركيبات وانحناءات خطوط الأنابيب.

حساب الضغط في نظام الدورة الدموية الطبيعية

يتم تحديد فرق الضغط بين نقطة الدخول والعائد لنظام الدوران الطبيعي من خلال الصيغة:

حيث h هو ارتفاع ارتفاع الماء من المرجل ، م ؛

ز - تسارع السقوط ، g = 9.81 م / ث 2 ؛

ρot هي كثافة الماء في العودة ؛

ρpt هي كثافة السائل في أنبوب الإمداد.

نظرًا لأن القوة الدافعة الرئيسية في نظام تسخين الدوران الطبيعي هي قوة الجاذبية الناتجة عن الاختلاف في مستويات إمدادات المياه من وإلى الرادياتير ، فمن الواضح أن المرجل سيكون أقل بكثير (على سبيل المثال ، في الطابق السفلي من المنزل).

من الضروري الانحدار من نقطة الدخول عند المرجل إلى نهاية صف المشعات. منحدر - لا يقل عن 0.5 جزء في المليون (أو 1 سم لكل منهما عداد الجريالطرق السريعة).

حساب قطر الأنبوب في نظام دوران طبيعي

يتم حساب قطر خط الأنابيب في نظام التدفئة مع الدوران الطبيعي وفقًا لنفس الصيغة المستخدمة في التدفئة باستخدام المضخة. يتم تحديد القطر بناءً على ما تم الحصول عليه القيم الدنياخسائر. أي ، يتم استبدال قيمة واحدة من المقطع العرضي أولاً في الصيغة الأصلية ، ويتم التحقق من مقاومة النظام. ثم القيم الثانية والثالثة والمزيد. لذلك حتى اللحظة التي لا يفي فيها القطر المحسوب بالشروط.

قطر الأنبوب للتدفئة مع الدوران القسري ، مع الدوران الطبيعي: أي القطر للاختيار ، معادلة الحساب

يمكن أن يكون نظام التدفئة في منزل خاص مع الدوران القسري أو الطبيعي. اعتمادًا على نوع النظام ، تختلف طريقة حساب قطر الأنبوب واختيار معلمات التسخين الأخرى.

عند إجراء المزيد من الحسابات ، سوف نستخدم جميع المعلمات الهيدروليكية الرئيسية ، بما في ذلك معدل تدفق المبرد ، والمقاومة الهيدروليكية للتركيبات وخطوط الأنابيب ، وسرعة المبرد ، إلخ. هناك علاقة كاملة بين هذه المعلمات ، والتي يجب الاعتماد عليها في الحسابات. موقع الكتروني

على سبيل المثال ، إذا قمت بزيادة سرعة المبرد ، فستزيد المقاومة الهيدروليكية لخط الأنابيب في نفس الوقت. إذا قمت بزيادة معدل تدفق المبرد ، مع الأخذ في الاعتبار خط الأنابيب لقطر معين ، فإن سرعة المبرد ستزداد في نفس الوقت ، وكذلك المقاومة الهيدروليكية. وكلما زاد قطر خط الأنابيب ، انخفضت سرعة المبرد والمقاومة الهيدروليكية. بناءً على تحليل هذه العلاقات ، من الممكن تحويل الهيدروليكي (برنامج الحساب متاح على الشبكة) إلى تحليل لمعايير كفاءة وموثوقية النظام بأكمله ، والذي بدوره سيساعد في تقليل تكلفة المواد المستخدمة.

يشتمل نظام التدفئة على أربعة مكونات أساسية: مولد حراري ، وسخانات ، وخطوط أنابيب ، وصمامات إيقاف وتحكم. تحتوي هذه العناصر على معلمات مقاومة هيدروليكية فردية يجب أخذها في الاعتبار عند إجراء الحساب. تذكر أن الخصائص الهيدروليكية ليست ثابتة. يجب أن تشير الشركات المصنعة الرائدة للمواد ومعدات التدفئة إلى معلومات عن خسائر الضغط المحددة (الخصائص الهيدروليكية) للمعدات أو المواد المنتجة.

على سبيل المثال ، يتم تسهيل حساب خطوط أنابيب البولي بروبيلين FIRAT بشكل كبير من خلال الرسم البياني المحدد ، والذي يشير إلى الضغط المحدد أو خسائر الرأس في خط الأنابيب لأنبوب تشغيل يبلغ طوله متر واحد. يتيح تحليل الرسم البياني إمكانية تتبع العلاقات المذكورة أعلاه بوضوح بين الخصائص الفردية. هذا هو الجوهر الرئيسي للحسابات الهيدروليكية.

الحساب الهيدروليكي لأنظمة تسخين المياه: تدفق المبرد

نعتقد أنك قد رسمت بالفعل تشابهًا بين مصطلح "معدل تدفق المبرد" ومصطلح "كمية سائل التبريد". لذا ، فإن معدل تدفق المبرد سيعتمد بشكل مباشر على نوع الحمل الحراري الذي يقع على المبرد في عملية نقل الحرارة إلى المدفأة من مولد الحرارة.

يتضمن الحساب الهيدروليكي تحديد مستوى تدفق المبرد بالنسبة لمنطقة معينة. القسم المحسوب عبارة عن مقطع بمعدل تدفق سائل تبريد ثابت وقطر ثابت.

الحساب الهيدروليكي لأنظمة التدفئة: مثال

إذا احتوى الفرع على 10 كيلووات مشعات ، وتم حساب معدل تدفق المبرد لنقل الطاقة الحرارية عند مستوى 10 كيلووات ، فسيكون القسم المحسوب قطعًا من مولد الحرارة إلى المبرد ، وهو الأول في فرع. لكن بشرط أن يتميز هذا القسم بقطر ثابت. يقع القسم الثاني بين المبرد الأول والمبرد الثاني. في الوقت نفسه ، إذا تم حساب معدل نقل 10 كيلوواط من الطاقة الحرارية في الحالة الأولى ، فسيكون المقدار المقدّر للطاقة في القسم الثاني 9 كيلووات بالفعل ، مع انخفاض تدريجي أثناء إجراء الحسابات. يجب حساب المقاومة الهيدروليكية في وقت واحد لأنابيب الإمداد والعودة.

يتضمن الحساب الهيدروليكي لنظام التسخين أحادي الأنبوب حساب معدل تدفق المبرد

لمنطقة التصميم حسب الصيغة التالية:

جوتش \ u003d (3.6 * كوتش) / (ث * (tg-to))

Qch هو الحمل الحراري للمنطقة المحسوبة بالواط. على سبيل المثال ، على سبيل المثال ، سيكون الحمل الحراري في القسم الأول 10000 وات أو 10 كيلووات.

s (السعة الحرارية النوعية للماء) - ثابت يساوي 4.2 كيلو جول / (كجم درجة مئوية)

tg هي درجة حرارة المبرد الساخن في نظام التدفئة.

هي درجة حرارة المبرد البارد في نظام التدفئة.

الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة: معدل تدفق المبرد

يجب أن تأخذ السرعة الدنيا لسائل التبريد قيمة حدية تتراوح بين 0.2 - 0.25 م / ث. إذا كانت السرعة أقل ، فسيتم إطلاق الهواء الزائد من المبرد. سيؤدي ذلك إلى ظهور جيوب هوائية في النظام ، والتي بدورها قد تتسبب في فشل جزئي أو كامل في نظام التدفئة. بالنسبة للعتبة العليا ، يجب أن تصل سرعة المبرد إلى 0.6 - 1.5 م / ث. إذا لم ترتفع السرعة فوق هذا المؤشر ، فلن تتشكل الضوضاء الهيدروليكية في خط الأنابيب. تدل الممارسة على أن نطاق السرعة الأمثل لأنظمة التدفئة هو 0.3 - 0.7 م / ث.

إذا كانت هناك حاجة لحساب نطاق سرعة المبرد بشكل أكثر دقة ، فيجب مراعاة معلمات مادة خط الأنابيب في نظام التدفئة. بتعبير أدق ، سوف تحتاج إلى عامل خشونة لسطح الأنبوب الداخلي. على سبيل المثال ، إذا كنا نتحدث عن خطوط الأنابيب المصنوعة من الفولاذ ، فإن سرعة سائل التبريد عند مستوى 0.25 - 0.5 م / ث تعتبر مثالية. إذا كان خط الأنابيب عبارة عن بوليمر أو نحاس ، فيمكن زيادة السرعة إلى 0.25 - 0.7 م / ث. إذا كنت تريد تشغيلها بأمان ، فاقرأ بعناية السرعة التي يوصي بها مصنعو معدات أنظمة التدفئة. يعتمد النطاق الأكثر دقة لسرعة سائل التبريد الموصى به على مادة خطوط الأنابيب المستخدمة في نظام التدفئة ، وبشكل أكثر دقة ، على معامل الخشونة للسطح الداخلي لخطوط الأنابيب. على سبيل المثال ، بالنسبة لخطوط الأنابيب الفولاذية ، من الأفضل الالتزام بسرعة المبرد من 0.25 إلى 0.5 م / ث للنحاس والبوليمر (أنابيب البولي بروبلين والبولي إيثيلين والمعادن والبلاستيك) من 0.25 إلى 0.7 م / ث ، أو استخدام توصيات الشركة المصنعة إذا كان متاحًا.

حساب المقاومة الهيدروليكية لنظام التدفئة: فقدان الضغط

فقدان الضغط في قسم معين من النظام ، والذي يُطلق عليه أيضًا مصطلح "المقاومة الهيدروليكية" ، هو مجموع كل الخسائر الناتجة عن الاحتكاك الهيدروليكي وفي المقاومة المحلية. يتم حساب هذا المؤشر ، المقاس بـ Pa ، بواسطة الصيغة:

ΔPuch = R * l + ((ρ * ν2) / 2) * Σζ

أين
ν هي سرعة المبرد المستخدم ، مقاسة بوحدة m / s.

ρ هي كثافة حامل الحرارة ، مقاسة بالكيلو جرام / م 3.

R - فقدان الضغط في خط الأنابيب ، مُقاسًا بوحدة Pa / m.

l هو الطول المقدر لخط الأنابيب في القسم ، ويقاس بالمتر.

Σζ - مجموع معاملات المقاومة المحلية في مجال المعدات والصمامات.

أما بالنسبة للمقاومة الهيدروليكية الكلية ، فهي مجموع كل المقاومة الهيدروليكية للأقسام المحسوبة.

بمساعدة الحساب الهيدروليكي ، من الممكن تحديد أقطار وأطوال الأنابيب بشكل صحيح ، وموازنة النظام بشكل صحيح وسريع باستخدام صمامات الرادياتير. ستساعدك نتائج هذا الحساب أيضًا على اختيار مضخة الدورة الدموية المناسبة.

نتيجة الحساب الهيدروليكي ، من الضروري الحصول على البيانات التالية:

م - معدل تدفق سائل التبريد لنظام التدفئة بأكمله ، كجم / ثانية ؛

ΔP - فقدان الضغط في نظام التدفئة ؛

ΔP 1 ، ΔP 2 ... P n ، - فقدان الضغط من المرجل (المضخة) إلى كل مشعاع (من الأول إلى التاسع) ؛

استهلاك المبرد

يتم حساب معدل تدفق سائل التبريد بواسطة الصيغة:

Cp - السعة الحرارية النوعية للماء ، kJ / (kg * deg.C) ؛ للحسابات المبسطة ، نأخذ ما يساوي 4.19 kJ / (kg * deg. C)

ΔPt - فرق درجة الحرارة عند المدخل والمخرج ؛ عادة نأخذ توريد وإرجاع المرجل

حاسبة تدفق سائل التبريد(من أجل الماء فقط)

س = كيلوواط ؛ Δt = درجة مئوية ؛ م = لتر / ثانية

بنفس الطريقة ، يمكنك حساب معدل تدفق المبرد في أي قسم من الأنبوب. يتم اختيار المقاطع بحيث يكون للأنبوب نفس سرعة الماء. وبالتالي ، يحدث التقسيم إلى أقسام قبل نقطة الإنطلاق ، أو قبل التخفيض. من الضروري جمع كل المشعات التي يتدفق إليها المبرد عبر كل قسم من الأنبوب عن طريق الطاقة. ثم استبدل القيمة في الصيغة أعلاه. يجب إجراء هذه الحسابات للأنابيب الموجودة أمام كل مشعاع.

سرعة المبرد

بعد ذلك ، باستخدام القيم التي تم الحصول عليها لمعدل تدفق سائل التبريد ، من الضروري حساب كل قسم من الأنابيب أمام المشعات سرعة حركة الماء في الأنابيب حسب الصيغة:

حيث V هي سرعة المبرد ، م / ث ؛

م - تدفق سائل التبريد عبر قسم الأنبوب ، كجم / ثانية

ρ - كثافة الماء ، كجم / متر مكعب. يمكن أن تؤخذ تساوي 1000 كجم / متر مكعب.

و - مساحة المقطع العرضي للأنبوب ، متر مربع. يمكن حسابها باستخدام الصيغة: π * r 2 ، حيث r هو القطر الداخلي مقسومًا على 2

حاسبة سرعة سائل التبريد

م = لتر / ثانية ؛ يضخ مم على مم؛ الخامس = تصلب متعدد

فقدان الرأس في الأنبوب

ΔPp tr \ u003d R * L ،

ΔPp tr - فقدان الضغط في الأنبوب بسبب الاحتكاك ، Pa ؛

R - خسائر الاحتكاك المحددة في الأنبوب ، Pa / m ؛ في الأدبيات المرجعية للشركة المصنعة للأنابيب

L - طول القسم ، م ؛

فقدان الرأس بسبب المقاومة المحلية

المقاومات المحلية في قسم الأنابيب هي مقاومات على التركيبات والتجهيزات والمعدات ، إلخ. يتم حساب خسارة الرأس عند المقاومة المحلية بواسطة الصيغة:

أين Δp m.s. - فقدان الضغط على المقاومات المحلية ، Pa ؛

Σξ - مجموع معاملات المقاومة المحلية في المنطقة ؛ تشير الشركة المصنعة إلى معاملات المقاومة المحلية لكل تركيب

V هي سرعة المبرد في خط الأنابيب ، م / ث ؛

ρ - كثافة الناقل الحراري ، كجم / م 3.

نتائج الحساب الهيدروليكي

نتيجة لذلك ، من الضروري جمع مقاومات جميع الأقسام لكل مشعاع ومقارنتها بقيم التحكم. لكي توفر المضخة المدمجة الحرارة لجميع المشعات ، يجب ألا يتجاوز فقد الضغط على الفرع الأطول 20000 باسكال. يجب أن تكون سرعة حركة المبرد في أي منطقة في حدود 0.25 - 1.5 م / ث. عند السرعات التي تزيد عن 1.5 م / ث ، قد تحدث ضوضاء في الأنابيب ، ويوصى بسرعة لا تقل عن 0.25 م / ث لتجنب الهواء في الأنابيب.

من أجل تحمل الشروط المذكورة أعلاه ، يكفي اختيار أقطار الأنبوب المناسبة. يمكن القيام بذلك في جدول.

أنه يحتوي على إجمالي القوةالمشعات التي يوفرها الأنبوب للحرارة.

اختيار سريع لأقطار الأنابيب حسب الجدول

للمنازل حتى 250 متر مربع. بشرط وجود مضخة من 6 وصمامات حرارية للرادياتير ، فلا يمكنك إجراء حساب هيدروليكي كامل. يمكنك اختيار الأقطار حسب الجدول أدناه. في أقسام قصيرة ، يمكنك تجاوز الطاقة قليلاً. تم إجراء الحسابات لسائل التبريد Δt = 10 ° C و v = 0.5m / s.

يضخ	قوة المبرد ، كيلوواط
أنبوب 14x2 مم	1.6
أنبوب 16 × 2 مم	2,4
أنبوب 16x2.2 مم	2,2
أنبوب 18x2 مم	3,23
أنبوب 20 × 2 مم	4,2
أنبوب 20x2.8 مم	3,4
أنبوب 25x3.5 مم	5,3
أنبوب 26 × 3 مم	6,6
أنبوب 32x3 مم	11,1
أنبوب 32x4.4 مم	8,9
أنبوب 40x5.5 مم	13,8

ناقش هذه المقالة ، اترك ملاحظاتك فيها